年产3000t乳酸菌泡菜加工厂设计食品科学本科毕设论文.docx
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年产3000t乳酸菌泡菜加工厂设计食品科学本科毕设论文
本科生毕业论文（设计）
题目年产3000t乳酸菌泡菜加工厂设计
学院轻纺与食品学院
专业食品科学与工程
学生姓名叶欣
学号074391001年级2007
指导教师卢晓黎
教务处制表
二Ο一一年月日
年产3000t乳酸菌泡菜加工厂设计
食品科学与工程专业
学生叶欣指导教师卢晓黎
摘要：
本设计是进行年产3000t乳酸菌泡菜加工厂设计。
本设计是进行年产3000t乳酸菌泡菜工厂设计。
本设计从四川泡菜行业的现状出发，采用直投式乳酸菌发酵工艺，对年产3000t乳酸菌泡菜项目的需要进行了生产工艺流程论证、车间平面设计、设备选型、物料衡算等设计。
最后对本设计进行了经济技术分析，结果表明：
该项目总投资899.8295万元，年利润270万元，投资回收期为2.27年。
关键词：
乳酸菌泡菜工厂设计经济技术分析
Thedesignofafoodfactory
whichcanproduce3000tfermentedpickles
DepartmentofFoodScienceandEngineering
Student:
YeXinTutor:
LuXiaoli
Abstract:
Thisstudyisaimedtodesignafoodfactorywhichcanproduce3000tsDirectVatSetPicklesperyear.AccordingtothesituationoftheSichuanPicklesindustry,thedirectvatsettechnologywasutilized,thispaperalsogaveproductionprocessesargument,designedtheworkshoplayouts,selectedtheproductionequipment,calculatethematerialsdemandandsoon.Atlast,theeconomicanalysiswascarriedoutandtheresultsshowedthatthewholeinvestmentwas8.99millionRMB,theannualprofitwas2.70millionRMBandthereturntimeofinvestmentwas2.27years.
Keywords:
lactobacillus;pickles;foodfactorydesign;economicanalysis
第一章绪论
1.1设计总论
1.1.1设计依据
本设计参照四川大学轻纺与食品学院食品科学与工程系《设计任务书》进行设计，参照大量相关文献及设计资料，凭借自身所学汇总编写而成。
1.1.2设计题目
年产3000t乳酸菌泡菜加工厂设计
1.2.3设计要求
设计综合体现合理性和创新性，结合生产实际因素，尽量做到经济上合理，技术上先进。
在三废和环境保护方面能符合国家相关规定，实现可持续发展的目标。
1.2.4设计原则
设计应符合技术新、质量好、投资省、收效快、回收期短的经济建设的原则。
需要结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性，并留有适当的发展余地。
还要求积极采用新技术，力求设计在技术设计上体现现实性和先进性。
设计还应当贯彻及遵守国家食品卫生有关规定。
1.2.5本设计工作内容
本设计工作内容主要是：
厂址选择，产品方案确定，论证工艺流程，物料衡算，设备选型，车间平面设计，辅助部门设计，经济技术分析等。
1.2厂址选择
1.2.1厂址选择原则
食品工厂厂址需要遵守国家法律、法规，符合国家和地方长远规划和行政布局、并且参照国土开发整治规划、城镇发展规划等，综合考量后进行厂址选择。
同时应从土地利用的全局出发，正确处理工业与农业、城市与乡村、远期与近期以及协作配套等各种因素的关联性，因地制宜、节约用地、不占或少占耕地及林地，注意资源合理开发和综合利用；节约能源，节约劳动力；注意保护环境和生态平衡；保护风景名胜和名胜古迹[1]。
1.2.2厂址选择的依据
（1）生产条件
从原料及市场需求方面考虑
由于生产泡菜的原料主要是新鲜蔬菜，所以厂址应该选在能保证原料的充足性和新鲜性的蔬菜原料生产地附近建厂，从而有效减少运输成本及运输过程中新鲜蔬菜的腐败，保证原料的品质。
食品厂的选择还应当考虑消费市场的因素，一般大中城市人口密集，生活水平较高，市场需求空间比较大，所以厂址的选择依据应以原料的便利性和销售的方便性为首要考虑因素[2]。
从地理和环境考虑
所选厂址有可靠的地质条件，避免将工厂建设在流沙、淤泥、土崩断裂层上，厂区所在地形尽量要平坦，这样可以减少土地平整所需费用，也方便厂区各车间之间的运输。
在山坡或者山脚下建厂时应注意当地地质构造，避免山体塌方、滑坡、洪水、泥石流等自然灾害[1]。
（2）投资和经济效果
由于是食品工厂所选厂址应该有良好的交通运输条件，充足且品质好的水源及电力供应，为了方便职工生活，厂区尽量设在居民区附近，这样也可以减少企业建设辅助设施的费用[2]。
1.2.3厂址的确定
成都市大邑县素有“西蜀望县”之美称，位于成都平原西部，面积1548平方公里，人口50万，辖28个乡镇（区）。
大邑县地理位置相当优越，交通四通八达，成温邛高速公路（318国道）贯穿全境，距成都市仅45公里。
经过多年的建设，大邑县的交通、通讯、水、电、气等基础设施日臻完善，现代化山水旅游城市正在形成，为外来投资营造了良好的投资环境；同时，县委、县政府的高度重视和全县上下的共同努力，为外来投资者投资提供了坚强的投资保障。
全县榨菜种植面积达到30000亩，提供了充足的蔬菜原料资源。
并且生产用水水质良好适合大规模发酵泡菜的生产。
因此在此处建设泡菜工厂是一个很好的决定。
第二章产品方案、工艺流程及论证
2.1产品方案
考虑到蔬菜原料的产出具有季节性，本设计选用的新鲜蔬菜原料为芥菜、胡萝卜、榨菜三种，从而保证全年生产的连续性。
产品方案见表2-1：
表2-1产品方案
产品名称
年处理蔬菜量（吨）
产品年产量（吨）
袋装即食泡菜（100克）
3375
2500
袋装即食泡菜（250克）
675
500
2.2工艺流程
2.3工艺流程论证
2.3.1原料的选择
选择新鲜卫生的蔬菜原料，尽量做到每批次新鲜蔬菜的个体差异较小，方便规模化生产，从而保证产品品质的均一性。
蔬菜原料还应该无病虫害，农药残留量小，符合国家相关标准。
2.3.2预处理
用水冲去蔬菜表面於泥，挑出不符合腌制条件的废料。
要求进入盐渍池的蔬菜原料新鲜、鲜嫩适度、无破碎、霉烂及病虫害现象。
2.3.3盐渍（一次发酵）
在长、宽、高比例为4m*3m*4m规格的盐渍池中，对经过预处理的新鲜蔬菜原料进行盐渍。
根据季节不同采用15%~20%的食盐含量，目的是利用食盐渗透压除去菜中的部分水分、渍入盐味和杀灭腐败菌，延长蔬菜原料的保质期，有利于原料的储藏与防止原料品质变差。
理想情况下，进入盐渍池后的蔬菜原料一般能够保存6个月左右，当需要时可以随时取出进行生产。
2.3.4清洗、整理
由于盐渍后在蔬菜表面会附着很多杂物质和污染物，需要对其进行清洗工作。
再加上盐渍过程中部分蔬菜原料品质会发生变化，为了保证产品品质，盐渍后需进行人工整理排除那些不合格或已经腐败的蔬菜原料。
2.3.5切片，成形
切片使蔬菜原料成为流通时的状态，可以增大脱盐过程中蔬菜原料与水流的接触面积，加快脱盐速度，并且切片后的蔬菜发酵速率也会比初始状态快，提高了发酵效率，切片后的蔬菜在泡制过程中也更易入味，从而提高产品品质。
2.3.6脱盐
由于盐渍中加入的食盐含量很高，在盐渍过程中由于渗透压作用盐渍蔬菜和周围液体环境不断发生物质交换，造成蔬菜原料的组织和细胞中有大量的食盐残留。
大量的食盐残留会影响后续的纯种乳酸菌发酵质量，损害产品品质。
食盐浓度过高还会对后期香味物质的进入造成阻碍，影响风味。
由于本设计纯种发酵工艺要求食盐浓度为5%，因此实际生产中原料脱盐到浓度为5%即可。
2.3.7减菌化处理
由于腌渍前并未对蔬菜原料进行杀菌处理，在蔬菜原料进行盐渍的过程中虽然高浓度食盐有高渗透压作用，起到了一定的抑制微生物活性的作用，但并不能完全杀灭腐败菌和霉菌。
在纯种发酵之前需要尽量的减少杂菌数量，减少杂菌对纯种乳酸菌发酵的负面影响，对风味形成过程本身是一种保护，能保证发酵质量从而提高产品品质。
不仅是产品风味的问题，由于本工艺二次发酵后为保护乳酸菌活性及其营养价值，不采用巴氏杀菌技术进行杀菌而是在冷链条件下进行储销，因此减菌化处理还对提高产品货架期有极其重要的作用。
2.3.8二次发酵
本工艺创新点在于不锈钢发酵罐中的纯种乳酸发酵，使用高福记乳酸菌剂包和自制发酵罐，此种发酵技术对发酵温度，PH和搅拌速度都能良好控制，有效保证发酵过程中的微量变化因素，提高发酵泡菜品质，缩短发酵时间。
本工艺发酵周期为3天。
2.3.9称量装袋
本设计采用的是人工装袋方式，使用的是经过喷码机喷码的包装袋及包装罐，经包装的成品使用真空封口机进行封口后装箱入库。
2.3.10冷库贮藏
本设计产品特点在于产品中有乳酸菌等益生菌存活，为保护乳酸菌活性及其营养价值，不采用巴氏杀菌技术进行杀菌而是在0~5摄氏度的冷链下储销，最大程度的保证了乳酸菌的活性，延长货架期。
2.4质量监控
2.4.1原料
蔬菜原料保证新鲜完整无破损的条件下，经盐渍，脱水，脱盐后，盐度达到5%，水分含量达到80%~85%为宜，就达到了二次发酵生产使用要求[3]。
2.4.2成品
依据参照国家标准：
GB2714-2003酱腌菜卫生标准
GB/T5009.54-2003酱腌菜卫生标准的分析方法
感官要求：
具有固有的酱腌菜色香味等特点，无杂质，无其他不良气味，不得有霉斑白膜[4-5]。
乳酸菌泡菜理化指标及微生物指标见下表2-2及2-3：
表2-2理化指标
项目
指标
总砷（以As计）/（mg/kg）
≤0.5
铅（Pb）/（mg/kg）
≤1
亚硝酸盐（以NaNO2计）/（mg/kg）
≤20
盐度（%）
≤10
水分含量（%）
≤85
表2-3微生物指标
项目
指标
大肠菌群/（MPN/100g）瓶（袋）装
≤30
致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）
不得检出
益生菌菌落数（个）/g
104~105
第三章物料衡算
3.1工艺技术指标及基础数据
（1）生产规模年产3000t乳酸菌泡菜
（2）生产天数每年300天
（3）日产量为10t
（4）班产量为10t
3.2原辅料消耗计算
3.2.1原料消耗计算
由于芥菜原料的清洗、筛选、切片过程中剔除大量达不到生产原料要求的剩余原料，再加上压榨脱水后原料水分损失，所以成品率大概在75%左右。
所以生产3000t泡菜大概需要4050t原料。
按照蔬菜原料均价为0.3元每斤进行计算，则每年原料花费约为2,430,000元。
3.2.2原辅料消耗计算
根据配方所需添加比例所需原辅料见表3-1：
表3-1原辅料
名称
年用量（t）
日用量（t）
指标
蔬菜原料
4050
13.5
成品率75%计
食盐
607.5
2.025
原料用量15%计
高福记乳酸菌剂
2
0.0067
原料用量0.05%计
红糖
81
0.27
原料用量2%计
姜
162
0.54
原料用量4%计
花椒
162
0.54
原料用量4%计
朝天椒
162
0.54
原料用量4%计
3.2.3食品包装计算
产品规格分为100g袋装即食型泡菜和250g袋装即食型泡菜两种，产量分别是2500t和500t，所以需要包装成本见下表3-2：
表3-2包装成本
名称
年所需数量（个）
日所需数量（个）
指标
100g包装袋
25500000
85000
损耗率2%
250g包装袋
2040000
6800
损耗率2%
第四章设备选型
4.1设备选型原则
（1）满足工艺要求，保证产品的产量和质量。
（2）选用设备做到经济上合理，技术上先进。
（3）所选设备要能够充分利用原料，做到能耗少、效率高、体积小、维修方便、劳动强度低，并能一机多用。
（4）设备结构合理，材料性能可以承受各种工作条件（温度、湿度、酸碱度等）。
4.2设备的选择
根据3.1的数据，班产量为10t，因此所选设备如下：
（1）洗菜机：
主要用于蔬菜的清洗。
（2）不锈钢洗菜槽：
主要用于蔬菜的清洗。
（3）多功能切菜机：
主要用于将盐渍蔬菜切成片状，块丝状，丁状等形状。
（4）不锈钢脱盐槽：
主要用于盐渍蔬菜的脱盐。
（5）发酵设备：
是盐渍菜的二次发酵的场所，本工艺的关键所在，需严格控制发酵条件，保证泡菜发酵质量。
（6）不锈钢工作台：
用于人工包装。
（7）不锈钢平板车：
用于原料运输与转运。
（8）包装喷码机：
主要用于喷印生产日期、生产批号等。
（9）真空包装机：
主要用于包装袋的真空封口。
（10）冷链设备：
主要用于成品和原料的贮藏保鲜。
（11）紫外杀菌灯：
在减菌处理室中安装，对发酵原料进行杀菌，使发酵前原料的杂菌数下降，保证发酵质量。
（12）其他辅助设备：
如不锈钢漏斗、电子秤、菜刀、不锈钢桶、不锈钢凳子、物料周转箱等。
（13）冷藏运输车：
主要用于泡菜的冷链运输。
（14）盐水回收装置：
主要用于回收盐渍池中的高盐废水，达到食盐的重复利用，减少食盐用量，降低成本。
（15）带式传送机：
方便包装车间的物料运输，提高包装效率。
4.2.1设备清单
设备清单见表4-1：
表4-1.生产设备及参考价格
序号
设备名称
规格、型号、参数
数量（台）
设备用途
1
洗菜机
广乐食品机械
处理能力：
2t/h
功率：
8KW
外形尺寸：
4400×1100×1750（mm）
1
主要用于蔬菜的清洗
2
不锈钢洗菜槽
中国海科机械设备制造有限公司
外形尺寸：
2000×1500×1000（mm）
2
主要用于蔬菜的清洗
3
多功能切菜机
山东省银鹰炊具机械有限公司
外形尺寸：
900×460×740（mm）
型号：
YQC-600
处理能力：
600kg/h
功率：
1.5~4kw
2
主要用于将盐渍蔬菜切成片状，块丝状，丁状等形状
4
不锈钢脱盐槽
中国海科机械设备制造有限公司
外形尺寸：
3000×1500×800（mm），
处理能力：
3~5t/h
2
主要用于盐渍蔬菜脱盐
5
发酵罐
自行设计
外形尺寸：
1000×1000×1500（mm）
9
用于泡菜二次发酵
6
不锈钢工作台
成都市兴裕华酒店设备有限公司
外形尺寸：
1800×800×800（mm）
20
人工操作平台
7
不锈钢平板车
成都市兴裕华酒店设备有限公司
尺寸：
1000×700（mm）
8
用于原辅料的运输与转运
续表4-1.生产设备及参考价格
8
包装喷码机
上海余特包装机械制造有限公司
型号：
PM8000
外形尺寸：
400×340×600（mm）
1
主要用于喷印生产日期、生产批号等
9
真空包装机
通州市平潮凯发食品包装机械厂
型号：
DZ-500/2SA
真空室高度：
≥70mm
电源形式：
三相380v（0.75×2）kw、单相220（0.75×2）kw
2~4次/m
6
主要用于包装袋的真空封口
10
冷链设备
丹佛斯美优乐原装高配置制冷机组：
型号：
LGZ-100H20D，功率：
14.2KW。
容量100吨
2
主要用于成品和原料的贮藏保鲜
11
紫外杀菌灯
光谱在350nm-450nm之间，主峰值365nm
功率：
125w~24kw
10
对发酵原料进行杀菌，使发酵前原料的杂菌数下降
12
其他辅助设备
1
13
冷藏运输车
1
用于冷链运输
14
盐水回收处理装置
1
用于生产废水的回收
15
带式传输机
1
方便包装
第五章劳动组织
5.1劳动定员依据
本设计采用盐渍菜进行生产，所以不存在季节性生产问题，全年平均生产300天，每周工作五天（周一到周五），法定节假日休假，每天工作8小时。
正常情况下，与原辅材料和产品直接接触的机设备每天进行一次清洗，每月最后一天为设备维护日，停产休整。
5.2企业组织结构图
5.3企业人员清单
生产部人员数目见表5-1：
表5-1.生产部人员定额
工序
人数（人）
工序
人数（人）
预处理
6
包装喷码
15
盐渍
3
冷库
3
清洗整理
8
搬运
4
脱盐
5
设备维护
2
减菌化处理
2
-
-
二次发酵
4
合计
52
企业人员编制见表5-2：
表5-2企业人员编制
职位
人数（人）
职位
人数（人）
厂长
1
行政人员
3
副厂长
1
保全人员
5
采购部经理
1
驾驶员
3
原料采购
2
环卫人员
3
辅料采购
2
销售部经理
1
生产部经理
1
销售员
6
生产工人
52
财务部经理
1
质检部经理
1
出纳
2
原料控制
3
会计
2
生产控制
3
-
-
成品控制
3
-
-
后勤部经理
1
总计
99
第六章车间设计
6.1生产车间布局
根据本设计工艺要求和实际生产情况，生产车间采用布局见表6-1：
表6-1车间布局
名称
占地面积（㎡）
预处理车间
120
盐渍车间
900
发酵原料处理车间
120
减菌处理车间
105
发酵车间
190
包装车间
165
冷藏车间
300
包材库
100
辅料库
80
更衣室
60
6.1.1蔬菜的预处理车间
原材料预处理车间紧邻生产车间蔬菜原料入口，在原料预处理车间主要进行蔬菜的预处理和除去有病虫害的不合格蔬菜原料工作，设有12个不锈钢工作台。
预处理车间占地面积为120㎡，直接通往盐渍车间。
经过预处理的蔬菜原料直接进入盐渍车间进行保藏。
6.1.2盐渍车间
在盐渍车间里，主要进行的是蔬菜原料的盐渍工作。
在28个长、宽、高分别是4m、3m、4m得盐渍池中，盐渍采用一层盐一层菜一层盐的方式，食盐用量下层为30%,上层为60%,表面为10%。
盐渍池温度保持在室温即可，一个盐渍池一次性能盐渍、保藏蔬菜原料40吨左右。
经盐渍存放在盐渍池中的蔬菜原料一般能放置6个月左右不变质，生产时可以直接从盐渍池中取用。
盐渍车间直接通向原料处理车间，从而方便蔬菜原料运输。
盐渍车间的总占地面积为900㎡，内有一个占地30㎡的辅料间，主要储存盐渍所需要得食盐，方便生产。
6.1.3发酵原料处理车间
经盐渍的蔬菜原料的整理、清洗、成形和脱盐均在发酵原料处理车间进行。
车间内设置有2个洗菜槽、1台洗菜机，1台多功能洗菜机、2个脱盐槽、2个操作台。
由于原料处理车间会产生大量的废弃物，需要及时进行清理，这样不仅能保证原料的卫生还能提高了工作效率。
发酵原料处理间占地120㎡，经处理的原料直接进入减菌化处理室进行减菌化处理。
6.1.4减菌化处理车间
用12组紫外光灯对初步处理的原料进行减菌化处理，通过这种方式可以减少纯种发酵之前的杂菌数量，减少杂菌对纯种乳酸菌发酵的负面影响，对风味形成过程本身是一种保护，能保证发酵质量从而提高产品品质。
减菌化处理车间占地面积为105㎡。
6.1.5发酵车间
发酵车间内设置有9个大型发酵罐，发酵罐上有温度计和PH电极，罐外有保温层和加热层，每个发酵罐一次能处理4t原料，能保证每天产量要求。
发酵车间占地190㎡，配置内设置有一个16㎡的辅料预处理室及一个24㎡的辅料车间，用于发酵菌剂、姜、朝天椒的储藏和预处理，方便发酵工序的正常进行。
6.1.6包装车间
在包装车间中对发酵后的成品进行包装，本车间配备8个不锈钢操作台、6台真空包装机。
包装车间共占地165㎡，分为内包装和外包装两部分。
6.1.7冷库
本设计产品需要在冷链下销售贮藏，所以成品在厂内需要冷库贮藏，所以在正对成品出口处设置冷库。
由于本设计产品的保质期为1个月，所以冷库选型大小为10天的产量即：
100t，所占面积为300㎡。
库温保持在0~+5℃，库体土建，钢筋混凝土结构，在库体内部敷贴隔热保温材料聚氨酯，其中地面敷贴厚度为250mm，其它墙面450mm。
设计依据：
《冷库设计规范GB50072—200l》[6]。
冷库详细设备清单见下表6-2：
表6-2：
LGZ-100H20D制冷机组设备清单
序号
设备名称
型号
1
高配置制冷机
LGZ-100H20D
2
外平衡膨胀阀
TYE2
3
过滤器
DCL-165
4
视液镜
SGI12S
5
电磁阀
EVR10
6
单压控
KP5
7
双压控
KP17
8
吊顶蒸发器
FBL035S37
9
电脑自动控制柜
XLM8.5HP
6.1.8更衣室
在车间人流入口处设置60㎡的更衣室。
6.2总平面设计
6.2.1设计原则
（1）在满足生产要求的情况下尽量考虑工厂车间布局紧凑合理，节约用地，同时为将来企业发展留有一定余地。
（2）尽量保证生产线的连续性，缩短生产物料运输距离。
（3）食品工厂对生产卫生条件要求很高，必须将生活区与生产区分开，避免相互的交叉污染。
（4）设计应该注意厂区整体绿化，营造良好的生产生活环境。
6.2.2总平面设计说明
（1）本设计厂区主要的建筑物：
生产车间、化验室、办公楼、机修车间、废水处理站、辅料仓库、包材库、冷库、变电室、供水站、废料暂存区。
（2）为减少运输距离，提高生产效率，将冷库放置在成品出口正对面，方便及时储藏乳酸菌泡菜。
（3）考虑成都市大邑县当地风向，将污染和噪音较大的废水处理站和机修车间放置在西北角。
（4）厂区绿化：
在不影响正常生产的情况下，在厂区内、生产车间周围和厂区空地种植草坪和吸污能力强的植物。
（5）在厂区各建筑设置消防龙头和灭火器等消防设施，在生产车间和办公楼等主要建筑内设置紧急通道。
（6）厂区建筑面积及总平面设计评价：
全厂总面积：
7109.2㎡
建筑物占地面积：
2760㎡
其他建筑面积：
500㎡
主要建筑指标
建筑系数=（建筑物占地面积+露天堆场面积）/全厂总占地面积×100%=46.3%
土地利用系数=（建筑物占地面积+露天堆场面积+道路和绿化面积+管路占地面积）/全厂总占地面积×100%=60.4%
根据食品工厂的经验数据可知，建筑系数一般为25%—40%，土地利用系数一般为45%—65%。
综上，本设计基本符合食品工厂的设计要求。
第七章辅助部门设计
7.1生产性辅助设施
7.1.1盐渍池
采用28个长、宽、高分别为4m*3m*4m的
升级会员 